JPH0738375B2

JPH0738375B2 - 露光装置

Info

Publication number: JPH0738375B2
Application number: JP2073835A
Authority: JP
Inventors: 武寿清野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-03-23
Filing date: 1990-03-23
Publication date: 1995-04-26
Anticipated expiration: 2010-04-26
Also published as: JPH03273608A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、露光用マスクのパターンを、露光光を介して
基板に転写する露光装置に関する。

（従来の技術）例えば、CCD（Charge Coupled Device）やLCD（Liquid
Crystal Display）、および半導体等の製造の際に用い
られる露光装置として、第３図に概略的に示すような反
射ミラー型の露光装置１が知られている。

すなわち、この露光装置１は、光源としての水銀ランプ
２から露光光３を発し、この露光光３を例えば図示しな
い光学系を介して断面円弧状の光に変換したのち、微細
なパターンが描かれた露光用マスク（以下、マスクと称
する）４に照射する。そして、露光装置１は、露光光３
をマスク４に透過させ、台形ミラー５、大口径凹面ミラ
ー（以下、凹面ミラーと称する）６、および凸面ミラー
７からなるミラー光学系８に入射させる。

さらに、露光装置１は、ミラー光学系８内で反射した露
光光３を、レジストと呼ばれる感光剤をその表面９に塗
布され且つマスク４とともに一軸テーブル10上に固定さ
れた基板11に照射し、基板11の表面９で結像させる。そ
して、露光装置１は一軸テーブル10を、凹面ミラー６お
よび凸面ミラー７の光軸12と平行な方向に所定量走行さ
せ、マスク４と基板11とを露光光３の光路に対し変位さ
せる。そして、マスク４の全パターンを基板11の表面９
に等倍で転写し、基板11に回路パターンを形成する。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上述のような従来の露光装置１では、マスク
４のパターンの基板11への転写は、一回の露光により、
基板11の片面のみに行われていた。そして、基板11のロ
ーディング（搬入）、マスク４と基板11とを位置合せす
るアライメント、基板11のアンローディング（搬出）等
の作業は、基板11の一面への転写につき、それぞれ一回
ずつ必要だった。

つまり、上述のような露光装置１において一連の工程速
度、即ちスループットは、露光時間、ローディング時
間、アンローディング時間、および、アライメント時間
等により決まる。そして、スループットを向上するため
にはこれらに要する時間をできる限り短縮する必要があ
る。そして、これらのうち露光時間は、高出力の光源を
用いることにより比較的簡単に短縮される。

しかし、基板11のローディング及びアンローディングの
際には、露光前後の基板を保管する基板テーブルと、こ
の基板テーブルと前記一軸テーブルの間を行き来する搬
送装置との間で、基板11の受け渡しが機械運動を伴って
行われるため、ローディング時間及びアンローディング
時間を短縮することは大変難しい。

さらに、アライメント時間は、現在のところ限界まで短
縮されている。

したがって、ローディング、アライメント、およびアン
ローディングをそれぞれ一回ずつ行うだけで基板11の表
面と裏面とに同時にマスク４のパターンを転写できれ
ば、スループットを大幅に向上することができると考え
られる。

本発明の目的とするところは、露光用マスクのパターン
を、一回の露光により基板の表面と裏面との両面に同時
に転写することが可能な露光装置を提供することにあ
る。

［発明の構成］（課題を解決するための手段および作用）上記目的を達成するために本発明は、基板にマスクのパ
ターンを転写する露光装置において、（イ）露光光を断面円弧状の露光光に変換した後、前記
マスクに投射して透過させる第１光学系。

（ロ）前記マスク及び前記基板を互いに平行に一体支持
するとともに上記マスク及び上記基板の主面に対して平
行に移動するテーブル。

（ハ）前記マスクを透過した露光光を反射投影させ等倍
率にて前記基板の一方の主面に導く第２光学系。

（ニ）前記第２光学系と前記基板との間に設けられ上記
第２光学系から出射された露光光を分割する露光光分割
手段。

（ホ）前記露光光分割手段にて分割された露光光を前記
基板の他方の主面に導く第３光学系。

を具備することとした。

また、前記第２光学系は、前記マスク及び前記基板との
間に配置された台形ミラーと、この台形ミラーの上底側
に配置され焦点が上記台形ミラー側に位置する凹面ミラ
ーと、この凹面ミラーと光軸を一致させて上記凹面ミラ
ーに対向して配置された凸面ミラーとを有し、上記露光
用マスクを透過した透過光を上記台形ミラーにおいて上
記凹面ミラー方向へ反射させ、この反射した透過光を上
記凹面ミラーにおいて上記凸面ミラー方向へ反射させ、
この反射した透過光を上記凸面ミラーにおいて上記凹面
ミラー方向へ反射させ、この反射した透過光を上記凹面
ミラーにおいて上記台形ミラー方向へ再反射させ、この
再反射した透過光を上記台形ミラーに再反射させること
が好ましい。

さらに、前記第３光学系は、少なくとも２枚の反射ミラ
ーを備えていることが好ましい。

こうすることによって本発明は、露光用マスクのパター
ンを、一回の露光により基板の表面と裏面との両面に同
時に転写できるようにしたことにある。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図および第２図に基づい
て説明する。なお、従来の技術の項で説明したものと重
複するものについては同一番号を付し、その説明は省略
する。

第１図は本発明の一実施例を概略的に示すもので、図中
21は、例えばCCD（Charge Coupled Device）やLCD（Liq
uid Crystal Display）、および半導体などの製造に用
いられる反射ミラー型の露光装置である。

この露光装置21は、光源としての水銀ランプ２から露光
光３を発し、この露光光３を例えば図示しない第１光学
系を介して断面円弧状の光に変換したのち、所定の回路
パターンに対応する微細なパターンが描かれた露光用マ
スク（以下、マスクと称する）４に照射する。そして、
露光装置21は、露光光３をマスク４に透過させ、第２光
学系としての基本光学系22に入射させる。

この基本光学系22は、それそれが形状精度および表面精
度を十分に高く設定された台形ミラー５、大口径凹面ミ
ラー（以下、凹面ミラーと称する）６、および凸面ミラ
ー７からなるオワナー型の光学系である。そして、基本
光学系22は、マスク４を透過した露光光を３を台形ミラ
ー５で略直角に反射させるとともに、台形ミラー５で出
射した反射光を、互いに光軸12を一致させた凹面ミラー
６および凸面ミラー７で再反射させる。さらに、凸面ミ
ラー７からの反射光を凹面ミラー６で反射させ、台形ミ
ラー５により再び略直角に反射させる。

また、凹面ミラー６で反射し台形ミラー５へ向かう露光
光３の光路上には、露光光分割手段としてのハーフミラ
ー23が配置されている。このハーフミラー23は、凹面ミ
ラー６で反射した露光光３を略垂直な二光路に分割する
もので、ハーフミラー23を透過して台形ミラー５へ向か
う第一光24と、基本光学系22から遠ざかる方向へ向かう
第二光25とを形成する。

これらのうち、ハーフミラー23を透過した第一光24は、
ハーフミラー23と台形ミラー５との間に配置された光路
長調整レンズ系26を通過する。そして、第一光24は、こ
の光路長調整レンズ系26により光路長を調整されたの
ち、台形ミラー５で略垂直に反射する。そして、第一光
24は、基板11の一方の主面としての表面９へ略垂直に照
射され、基板11の表面９上に結像する。

一方、第二光25は、第３光学系を構成する第一および第
二の２つの平面ミラー27,28で略直角に反射し、この両
平面ミラー27,28によって光路変更される。そして、第
二光25は第二の平面ミラー28から基板11の他方の主面と
しての裏面29へ向うとともに、第二の平面ミラー28と基
板11との間に配置された光路長調整・像反転レンズ系30
により光路長調整および像反転を行われる。そして、第
二光25は、基板11の裏面９に照射され、基板11の裏面９
上で結像する。

さらに、台形ミラー５で反射した第一光24と、光路長調
整・像反転レンズ系30を通過した第二光25とは、基板11
の両面9,29へ、逆方向から略同一直線に沿って進むよう
になっている。

また、図中に10で示すのは一軸テーブルである。この一
軸テーブル10は、マスク４と基板11とを着脱自在に固定
している。そして、一軸テーブル10は、マスク４と基板
11とを、上記凹面ミラー６および凸面ミラー７の光軸12
に対して略直交する一直線上に配置しており、マスク４
と基板11との間に光軸12を介在させている。さらに、一
軸テーブル10はマスク４と基板11とを、基板11の表面９
をマスク４の側に向けた状態で対向させている。

さらに、一軸テーブル10は一方向、即ち、上記光軸12と
平行な方向に、十分に高い送り精度および姿勢精度で往
復できるようになっている。そして、一軸テーブル10は
直線的に走行し、マスク４と基板11とを同一方向に且つ
一体に移動させる。そして、一軸テーブル10は、水銀ラ
ンプ２から出力された露光光３に対してマスク４を、ま
た、互いに向かい合って進む第一光25と第二光26とに対
して基板11を、ともに変位させる。

そして、基板11の両面9,29に塗布された感光剤としての
レジストを、マスク４のパターンに合わせて反応させ、
基板11の両面9,29のそれぞれにマスク４のパターンの全
てをともに等倍で転写させる。そして、基板11の両面9,
29に、同一な回路パターンを互いに対称的に形成する。

すなわち、このような露光装置21では、第２図に示すよ
うに、基板11を搬送・ローディングする動作31、マスク
ー基板間のアライメントを行う動作32、一軸テーブル10
を露光開始位置へ移動させる動作33、露光を行う動作3
4、露光しながら一軸テーブル10を走行させる動作35、
および、基板をアンローディングする動作36を順に行う
ことにより、基板11の表面９と裏面29とに同一な回路パ
ターンを転写することができる。

そして、従来の露光装置では一旦片面に回路パターンを
転写したのち基板を裏返し、再び上述の各動作31〜36を
行わなければならなかったのに対し、上述の露光装置21
では、各動作33〜38を一回づつ行うだけで、基板の両面
9,29に回路パターンを形成することができる。

したがって、上述の露光装置21では、マスク４のパター
ンを一回の露光により短時間で、基板11の両面9,29に同
時に転写することができる。

また、ハーフミラー23により露光光３を二分割している
ため、基板11の片面に照射される光量が1/2になり、露
光光３を分割せず基板11の片面のみへ照射するする場合
に比べて、露光時間が増大する。しかし、基板11を搬送
・ローディングする動作31、マスクー基板間のアライメ
ントを行う動作32、一軸テーブル10を露光開始位置へ移
動させる動作33、および、基板をアンローディングする
動作36を一回づつ行うだけでよく、これら各動作31〜3
3,36をそれぞれ一回づつ省略できるため、各動作31〜3
3,36に要する時間を従来のままとすることができる。

したがって、各動作31〜33、36を二回づつ行う必要があ
る従来のものに比べて、一連の工程時間、即ちスループ
ットを向上することができる。

また、一回の露光で基板11の両面9,29に回路パターンを
形成しているので、一枚に従来の２倍の機能を備えた基
板を製造することができる。

なお、本実施例では、第一光24と第二光25との光路長調
整、および、第二光25の像反転にレンズ系26、30を用い
ているが、本発明はこれに限定されるものではなく、要
旨を逸脱しない範囲で他の光学系（例えば、ミラー光学
系など）を用いることも可能である。

［発明の効果］以上説明したように本発明は、基板にマスクのパターン
を転写する露光装置において、（イ）露光光を断面円弧状の露光光に変換した後、前記
マスクに投射して透過させる第１光学系。

を具備することとした。

したがって、マスクのパターンを一回の露光により基板
の一方の面と他方の主面とに同時に転写することによっ
てスループットを高めることができるとともに、解像度
の高い転写を行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は概略構成図、第２図は一回の露光に伴う各動作
を順に示す流れ図、第３図は従来例を示す概略構成図で
ある。２……水銀ランプ（光源）、３……露光光、４……露光
用マスク、９……基板の表面、11……基板、21……露光
装置、29……基板の裏面。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板にマスクのパターンを転写する露光装
置において、下記構成を具備することを特徴とする露光
装置。（イ）露光光を断面円弧状の露光光に変換した後、前記
マスクに投射して透過させる第１光学系。（ロ）前記マスク及び前記基板を互いに平行に一体支持
するとともに上記マスク及び上記基板の主面に対して平
行に移動するテーブル。（ハ）前記マスクを透過した露光光を反射投影させ等倍
率にて前記基板の一方の主面に導く第２光学系。（ニ）前記第２光学系と前記基板との間に設けられ上記
第２光学系から出射された露光光を分割する露光光分割
手段。（ホ）前記露光光分割手段にて分割された露光光を前記
基板の他方の主面に導く第３光学系。
【請求項２】前記第２光学系は、前記マスク及び前記基
板との間に配置された台形ミラーと、この台形ミラーの
上底側に配置され焦点が上記台形ミラー側に位置する凹
面ミラーと、この凹面ミラーと光軸を一致させて上記凹
面ミラーに対向して配置された凸面ミラーとを有し、上
記露光用マスクを透過した透過光を上記台形ミラーにお
いて上記凹面ミラー方向へ反射させ、この反射した透過
光を上記凹面ミラーにおいて上記凸面ミラー方向へ反射
させ、この反射した透過光を上記凸面ミラーにおいて上
記凹面ミラー方向へ反射させ、この反射した透過光を上
記凹面ミラーにおいて上記台形ミラー方向へ再反射さ
せ、この再反射した透過光を上記台形ミラーに再反射さ
せることを特徴とする特許請求の範囲（１）に記載の露
光装置。
【請求項３】前記第３光学系は、少なくとも２枚の反射
ミラーを備えていることを特徴とする特許請求の範囲
（１）または（２）に記載の露光装置。